电磁超材料作为材料设计领域的新概念,它能通过人工来设计单元结构和形状,为设计新型电磁吸收材料和隐身材料提供了一种新的途径。另外由于可以具有高吸收、超薄、小型化和频率选择性等优势,使得超材料吸波体备受关注。随着对超材料吸波体研究的不断深入,吸波体工作频率范围也越来越广,从最初的的THz波段逐渐向低频段发展。而低频率的吸波材料一直是军事领域和电磁防护领域的迫切需求,特别是通过薄和轻的材料来实现电磁波在低频段的高吸收是吸波材料研制的一大难题。本文首先阐述了研究背景和意义,接着介绍了电磁超材料以及超材料吸波体的概念、研究现状和应用。然后研究了超材料吸波体的基础理论,主要包括阻抗匹配原理、等效介质理论和超材料的干涉理论。最后设计了以下两类低频化超材料吸波体:第一类为极化不敏感的风车形吸波体,包括单频吸波体和双频吸波体。单频吸波体仿真结果表明在2.65GHz处产生了一个强烈的吸收峰,吸波率达到了 99.99%,并且具有极化不敏感和宽角度入射特性,分析了基板厚度和圆环半径对吸波体的影响。双频吸波体是在单频吸波体结构的基础上设计出的中间镂空的风车形结构。该吸波体在频率2.23GHz和5.40GHz处实现了强烈的吸收,并且依然具有很好的极化不敏感和宽角度入射特性。第二类为具有柔性基底且频率可变的吸波体,也包括单频吸波体和双频吸波体。这两个吸波体都用了柔性的聚四氟乙烯基板,增强了结构的可塑性。另外它们均可以通过调节一个结构参数来大幅度改变吸波频率,实现了频率的可变性。